Si usted disparar a lo positivo de estas partículas alfa en este positivos pudín átomo, se debe principalmente a rebotar, ¿verdad? Bueno, eso no es lo que pasó. Rutherford descubrió que la mayoría de ellos atravesaron la lámina. Algunos se recuperaron. ¿Cómo podría ser si el modelo de pudín de plomo era correcto? El experimento de Rutherford provocó un cambio en el modelo atómico. Si las partículas alfa positivas en su mayoría pasaron a través de la lámina, pero algunas rebotaron. Y si ya sabían que el electrón era pequeño y negativo, entonces el átomo debe tener un pequeño núcleo positivo con los electrones a su alrededor.

Modelo Bohr

El modelo propuesto por Niels Bohr es el que usted va a ver en un montón de introducción de texto de ciencias. Hay muchas buenas ideas en este modelo, pero no es el que está de acuerdo con toda la evidencia actual. El modelo intenta establecer una conexión entre la luz y los átomos.

Supongamos que tomas un poco de luz y dejas que diferentes colores doblen diferentes cantidades (piensa en rainbow). De esta manera, puede ver qué colores están presentes para diferentes fuentes de luz. Aquí hay tres fuentes de luz diferentes.

tal vez la luz de la bombilla, que es lo que cabría esperar. Estos son los colores del arco iris. Sin embargo, supongamos que toma un poco de gas hidrógeno y lo excita. Solo se producirían ciertos colores (solo ciertas longitudes de onda) de luz. Si haces brillar la luz a través de un poco de gas hidrógeno, habrá bandas oscuras de luz en esos mismos colores.

Entonces, Bohr dijo que estos colores de luz en el gas de hidrógeno corresponden a diferentes niveles de energía que el electrón en el hidrógeno puede tener. Y esta es la clave del modelo de Bohr: los electrones SOLO pueden estar en ciertos niveles de energía en el átomo. Esto es una locura (al menos era una locura para su tiempo). Piensa en un planeta que orbita alrededor del Sol. Puede estar en cualquier nivel de energía. En este caso, hay una fuerza gravitacional que atrae al planeta y produce movimiento orbital. Esto funcionará en cualquier parte del sistema solar.

Los primeros físicos pensaban que el electrón en un átomo era muy parecido a un planeta que orbitaba alrededor del Sol. La diferencia clave es que el electrón (en el modelo de Bohr) orbita debido a una interacción eléctrica y no a una interacción gravitacional. Bueno, la otra diferencia en el modelo de Bohr es que el electrón no puede orbitar (si orbita, que no lo hace) a cualquier distancia y cualquier energía. Aquí está la esencia del modelo Bohr.

El modelo Bohr depende de una conexión entre la frecuencia de la luz y la energía del cambio de nivel. Si la luz de una frecuencia correspondiente al cambio de energía interactúa con el átomo, el electrón puede absorber la luz y saltar un nivel. Si un electrón excitado salta un nivel, pierde energía. La energía que el electrón pierde se convierte en luz con una frecuencia correspondiente al cambio de energía.

El modelo de Bohr puede ser bastante confuso para los estudiantes introductorios, pero el punto importante es que este modelo está de acuerdo con la siguiente evidencia.

• Los electrones son pequeños y cargados negativamente
• Los protones están en el núcleo con es pequeño en comparación con el tamaño del átomo
• Para un elemento en particular, solo se absorben o emiten ciertas frecuencias (colores) de luz.

Modelo de Schrodinger y Heisenberg

Hay un punto clave sobre el modelo de Bohr que ya no se acepta en los modelos actuales del átomo. En el modelo de Bohr, todavía se cree que los electrones orbitan el núcleo al igual que los planetas orbitan el sol. En realidad, esto es algo que no podemos decir que sea cierto. El problema con los átomos y electrones es que nosotros, los humanos, excepto ellos, obedecemos las mismas reglas que cosas como pelotas de béisbol y planetas. En realidad, las reglas son las mismas, pero las pelotas de béisbol y los planetas siguen las reglas de la mecánica cuántica sin que nosotros, los humanos, nos demos cuenta.

Resulta que realmente no podemos decir nada sobre la trayectoria o la posición de los electrones en un átomo. Lo que podemos decir es todo sobre probabilidades. Podemos decir qué regiones es probable que sea un electrón. Aquí hay un diagrama que podría ayudar. Estas son las distribuciones de probabilidad de los diferentes niveles de energía en un átomo (de wikipedia)

Resumen

los Científicos construyen modelos. Cuando se recogen nuevas pruebas, los modelos cambian.

Enlaces

• Historia del Átomo – esta es una página antigua que tiene algunas imágenes rotas, pero sigue siendo buena
• Física de la Universidad de Colorado 2000 – de nuevo, vieja, pero buena (si no un poco tonta)
• Modelo de Physlet Bohr
• Tutorial sobre átomos
• Wikipedia – Demócrito
• Wikipedia – J. J. Thomson
• Wikipedia – Ernest Rutherford
• Wikipedia – Niels Bohr

Actualización:

Olvidé por completo que hice una conferencia en video para este mismo material. Si te gusta escuchar y ver en lugar de leer, mira esto.

Materia y átomos de Rhett Allain en Vimeo.

Además, hay un gran libro sobre la historia del átomo. Historia de la Física por Isaac Asimov. Recomiendo encarecidamente ese libro, a pesar de que ya no está impreso. Encontré mi copia en una tienda de libros usados.